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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.42.2013.tde-26062014-163027
Document
Author
Full name
Luiz Gustavo de Almeida
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2013
Supervisor
Committee
Spira, Beny (President)
Baldini, Regina Lúcia
Silva, Aline Maria da
Title in Portuguese
Acúmulo de polifosfato e o papel do gene phoU em Pseudomonas aeruginosa.
Keywords in Portuguese
Pseudomonas aeruginosa
Fosfatos
Mutação genética
Polímeros (química orgânica)
Técnicas genéticas
Abstract in Portuguese
Polifosfato inorgânico (PPi) é um polímero linear formado por diversas moléculas de ortofosfato (Pi) unidas por ligações fosfoanidridas de alta energia. Bactérias da espécie Pseudomonas aeruginosa acumulam grandes quantidades de PPi. Moléculas de Pi são captadas do meio através de dois sistemas de transporte. O principal deles é o sistema Pst, que possui alta afinidade por seu substrato. Pst é codificado por um operon de mesmo nome, formado por cinco genes. Os quatro primeiro genes codificam para as proteínas envolvidas no transporte de Pi, sendo que o último gene do operon, phoU, codifica para uma proteína cuja exata função é desconhecida. Com o objetivo de elucidar o papel deste gene e avaliar a sua relação com o acúmulo de PPi, foi construída uma mutação phoU na cepa PA14 de P. aeruginosa. O mutante não só apresentou uma maior capacidade de acumular PPi mas também se mostrou mais sensível a estresses ambientais e a antibióticos. Os resultados obtidos indicam que o gene phoU possui uma função regulatória sobre o acúmulo de PPi. O mutante phoU também apresentou níveis mais altos da molécula de alarme guanosina tetrafosfato (ppGpp). Foi proposto um modelo que explica a relação entre o gene phoU, o acúmulo de polifosfato e ppGpp. O mutante phoU foi também cultivado em cultura contínua em um quimiostato limitado em Pi por 13 dias. Diversos ensaios fenotípicos foram realizados com bactérias isoladas do quimiostato. Estes apresentaram algumas características fisiológicas distintas da cepa ancestral.
Title in English
Polyphosphate accumulation and the role of phoU in Pseudomonas aeruginosa.
Keywords in English
Pseudomonas aeruginosa
Genetic mutation
Genetic techniques
Phosphates
Polymers (organic chemistry)
Abstract in English
Inorganic polyphosphate (PPi) is a linear polymer composed of several molecules of orthophosphate (Pi) linked by energy-rich phosphoanhydride bonds. Bacteria of the species Pseudomonas aeruginosa accumulate large amounts of PPi. Pi molecules are captured via two trasport systems. The main one is the Pst system, which has high affinity for its substrate. Pst is encoded by an operon of the same name, consisting of five gene. The first four genes encode proteins involved in the transport of Pi and the last gene of the operon, phoU, encodes a protein whose exact function is unknown. To elucidate the role of phoU and its relation to PPi accumulation, a phoU mutant was constructed in strain PA14 of P. aeruginosa. The mutant accumulated high levels of PPi but was more sensitive to environmental stresses and antibiotics. The results indicate that phoU plays a regulatory role in the accumulation of PPi. The phoU mutant also displays high levels of the alarmone guanosine tetraphosphate (ppGpp). A model that explains the relation between phoU, ppGpp and polyphosphate accumulation is proposed. The phoU mutant was grown under steady-state conditions in a chemostat limited Pi for 13 days. Phenotypic assays performed with the bacteria isolated from the chemostat showed they acquired some distinct physiological characteristics.
 
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Publishing Date
2014-06-28
 
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